1、復雜曲面 ug 建模與加工實驗指導書適用專業: 機械設計制造及其自動化機械設計制造及其自動化 課程代碼: 編寫單位: 編 寫 人: 系部主任: 分管院長: 目錄目錄實驗一實驗一 型腔銑加工創建型腔銑加工創建.- 2 -CAM 與自動編程實驗指導書- 1 -實驗二實驗二 IPW 二次開粗的定義二次開粗的定義.- 21 -實驗三實驗三 平面銑創建平面銑創建.- 25 -實驗四實驗四 等高輪廓銑創建等高輪廓銑創建.- 29 -實驗五實驗五 固定軸曲面輪廓銑創建固定軸曲面輪廓銑創建.- 32 -實驗六、固定軸曲面輪廓銑實驗六、固定軸曲面輪廓銑清根驅動清根驅動.- 35 -實驗七、固定軸曲面輪廓銑實驗七

2、、固定軸曲面輪廓銑螺旋驅動螺旋驅動.- 38 -實驗八、固定軸曲面輪廓銑實驗八、固定軸曲面輪廓銑-徑向切削徑向切削.- 44 -CAM 與自動編程實驗指導書- 2 -實驗一實驗一 型腔銑加工創建型腔銑加工創建一、實驗目標一、實驗目標通過本項目后，掌握 UG 加工模塊 Cavity Mill（型腔銑）加工操作，完成工件的粗加工，并合理定義各加工參數。1、熟悉加工前的準備工作2、掌握 MCS（加工坐標系）的創建3、掌握加工幾何體、刀具組、加工方法組的創建4、掌握型腔銑加工參數的定義5、掌握型腔銑加工特點6、掌握刀具路徑模擬及后處理二、工作任務二、工作任務1、選擇加工模版2、創建 MCS（加工坐標系

3、）3、創建加工幾何體（加工零件幾何體及毛坯幾何體）4、創建刀具組（刀具類型及參數定義）5、創建加工方法組（加工余量定義）6、創建型腔銑加工操作1、了解加工操作導航器8、模擬刀具路徑9、對刀具路徑進行后處理三、相關實踐知識三、相關實踐知識本項目通過具體實例，由淺至深逐步講解 UG CAM 的應用。在項目開展前，要求學生已掌握以下課程的相關內容：UG CAD 建模數控銑加工工藝數控編程數控銑床的操作刀具、材料的相關知識四、實驗步驟四、實驗步驟CAM 與自動編程實驗指導書- 3 -（一） 建立工件實體模型1、新建 UG 文件 新建 UG 文件，保存為 Demo CAM.prt，單位為毫米。2、工件建

4、模在 UG 建模模塊中完成圖 1-1-1 所示工件實體建模。建模步驟如下：1）在第 21 層建立草圖，如圖 1-1-2 所示，草圖位于 XC-YC 平面。再把第 1 層作為工作層拉伸草圖截面，拉伸距離 140。圖 1-1-2 草圖示意2）在第 22 層建立右視圖草圖并拉伸，利用右側斜面上的邊建立修剪工具平面完成實體的修剪。如圖 1-1-3 所示。圖 1-1-3 修剪示意3）在第 41 層建立 20105 的矩形曲線，把第 1 層設置為工作層，拉伸曲線建立實體，并作布爾減操作，形成如圖 1-1-4 所示型腔。4）如圖 1-1-4 所示，對前側圓弧邊在弧面上偏置距離 46，利用偏置線分割曲面。然后

5、對分割的小曲面拔模 25。拉伸實體修剪工具面CAM 與自動編程實驗指導書- 4 -圖 1-1-4 型腔與偏置曲線示意5）對型腔四側壁進行 15和 5的拔模（如圖紙尺寸） 。6）完成 SR14 球體創建并布爾減操作。1）利用“腔體”命令在曲面上完成深度 4 的型腔建立。尺寸如圖紙所示。8）完成實體倒圓角，結束建模。完成的實體模型如圖 1-1-5 所示。注意注意：兩處型腔的底部，不必將 R2 圓角倒出。圖 1-1-5 工件實體模型3、創建毛坯做出 15414046 的立方體作為毛坯。或者將工件底面拉伸高度 46 得到立方體作為毛坯。將建立的毛坯隱藏備用。（二） UG 加工模塊應用1、進入加工點擊主

6、菜單 起始加工 即由建模模塊進入加工模塊，如圖 1-1-6 所示。矩形曲線偏置曲線型腔腔底圓角不必倒出CAM 與自動編程實驗指導書- 5 -圖 1-1-6 加工模塊的進入2、選擇加工模板如圖 1-1-1 所示，選擇“CAM 會話配置”中“cam_general（通用加工配置文件） ” ，選擇“CAM 設置”中“mill_contour（輪廓銑加工模板） ” ，點擊“初始化” ，進入 UG 加工環境。圖 1-1-1 加工模板的選擇3、了解 UG 加工環境如圖 1-1-8 所示，UG 的加工環境包括“加工創建” 、 “加工操作” 、 “加工對象”及“操作導航器”四個工具條。所產生的每個加工操作，在

7、右側操作導航器中有顯示，如圖1-1-9 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 6 -圖 1-1-8 UGCAM 工具條“加工創建”工具條：創建各類加工對象：程序、刀具、加工幾何體、加工方法、加工操作。“加工操作”工具條：用于刀具路徑的生成、回放、后處理、模擬和輸出等。“加工對象”工具條：用于對程序、刀具、幾何和方法等各加工對象進行編輯、刪除、復制等。“操作導航器”工具條：用于控制操作導航中的四種顯示內容（程序、刀具、幾何體、加工方法） 。圖 1-1-9 加工操作導航器操作導航工具（Operation Navigator）是各加工模塊的入口位置，是用戶進行交互編程操作的圖形界面。它以樹形結構顯示

8、程序、加工方法、幾何對象、刀具等對象以及它們的從屬關系。 “+” 、 “-”可展開或折疊各節點包含的對象。（三） UG CAM 前的準備工作1、建立 MCS（加工坐標系）CAM 與自動編程實驗指導書- 7 -此時默認的 MCS（加工坐標系 XM-YM-ZM） ，與絕對坐標系（XC-YC-ZC）是重合，如圖 1-1-10 所示。圖 1-1-10 MCS 與 WCS注意注意：因為建模時不考慮加工坐標系的位置，所以絕對坐標系的位置不一定在此處，所以必須首先建立加工該工件的 MCS。選擇“加工創建”工具條中“創建幾何體”命令，出現對話框如圖 1-1-11 所示。圖 1-1-11“創建幾何體”對話框第一

9、項為 MCS 創建，在名稱欄內輸入“MCS001” ，父本組按默認（GEOMETRY） 。點擊確認進入 MCS 對話框，如圖 1-1-12 所示。圖 1-1-12“創建 MCS”對話框通過動態坐標系將 MCS 調整到工件左上角，如圖 1-1-13 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 8 -圖 1-1-13 MCS 位置的確定此時 XM、YM、ZM 的方向與機床的坐標系方向一致。點擊“確定”退出。注意注意：建議將 WCS 亦變換為與 MCS 相同的位置與方向。WCS（工作坐標系）與 MCS（加工坐標系）變換后如圖 1-1-14 所示。圖 1-1-14 WCS 與 MCS 的方位顯示2、創建加工

10、幾何體繼續選擇“加工生成”工具條中“創建幾何體”命令，選擇子類型中的第二項“MILL_GEOM”銑加工幾何體。在父級組中選擇前一步驟所建立的“MCS001” ，名稱定義為“MILL_GEOM001” 。如圖 1-1-15 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 9 -圖 1-1-15 銑加工幾何體創建點擊“確定”進入“創建加工幾何體（MILL_GEOM） ”對話框，如圖 1-1-16 所示。圖 1-1-16“創建加工幾何體”對話框部件選擇先前建模的工件。毛坯選擇被隱藏的 15414046 的立方體。注意注意：“毛坯”的英文為 Blank，UG 中文版錯誤翻譯為“隱藏” 。3、創建刀具組選擇“加工

11、生成”工具條中“創建刀具組”命令，出現對話框如圖 1-1-11 所示。部件幾何體毛坯幾何體檢查幾何體CAM 與自動編程實驗指導書- 10 -圖 1-1-11 創建刀具對話框刀具名稱命名為“MILL_D20R4” ，確定后進入刀具參數設置對話框，如圖 1-1-18 所示。圖 1-1-18 刀具參數設置對話框刀具直徑設置為“20” ，刀具下半徑設置為“4” 。這是一把圓鼻刀（或稱為牛鼻刀） ，適用于開粗。同樣方法設置如下表 1-1 所示參數刀具。表 1-1-1 刀具類型與參數刀具參數刀具名稱刀具類型刀具直徑 D下半徑 R錐角MILL_D12R2圓鼻刀1220MILL_D20R4圓鼻刀2040MIL

12、L_D12R6球刀1260MILL_D16R2 圓鼻刀1620CAM 與自動編程實驗指導書- 11 -MILL_D10R5球刀1050MILL_D4R2球刀420MILL_D10R1圓鼻刀10104、加工方法組創建選擇“操作導航器”工具條中“加工方法視圖”命令，出現對話框如圖 1-1-19 所示。圖 1-1-19 “加工方法視圖”對話框此時右側操作導航器中，顯示方式按加工方法顯示，如圖 1-1-20 所示。圖 1-1-20 “加工方法視圖”顯示鼠標置于“MILL_ROUGH” （粗加工）上，點右鍵選擇“編輯” ，或者雙擊鼠標左鍵，出現圖 1-1-21 所示對話框。將“部件余量”的值設為“0.3

13、5” （粗加工過程余量） 。圖 1-1-21 “部件余量”設置對話框同樣方法將“MILL_SEMI_FINISH” （半精加工） “部件余量”的值設為“0.1” 。將“MILL_FINISH” （精加工） “部件余量”的值設為“0” 。點擊“確定”后退出。CAM 與自動編程實驗指導書- 12 -（四）建立型腔銑加工在實踐操作中，利用型腔銑加工操作完成工件整體粗加工，定義的各項內容如表 1-1-2 所示。表 1-1-2 加工程序一：工件整體粗加工程序名程序名CAVITY_MILL01定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定

14、 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D20R4指定直徑 20 底半徑 R4 圓鼻刀使用方法MILL_ROUGH指定加工過程保留余量修剪邊界部件底面約束加工范圍切削方式“跟隨周邊”確定刀具走刀方式切削步距刀具直徑的 65%確定刀具切削橫跨距離切削層每一刀深度 0.6確定層加工量切削部件余量 0.35確定加工過程余量轉速 S=2200rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=400步進速度 F=600切削速度 F=800橫越速度 F=1500退刀速度 F=1500 定義加工中各過程速度（數值僅作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及加工材料來指定。 ）加工操作其他

15、按默認值1、進入 Cavity Mill（型腔銑）加工選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，出現對話框如圖 1-1-22 所示，在類型中選擇“mill_contour” 。子類型中選擇“Cavity Mill” 。CAM 與自動編程實驗指導書- 13 -圖 1-1-22“創建加工操作” 對話框“程序”選項里按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D20R4” ；“使用方法”選擇“MILL_ROUGH” ；名稱命名為“CAVITY_MILL01” 。點擊“確定” ，進入型腔銑加工對話框。CAVITY_MILL（型腔銑）的對話框如圖 1-1-2

16、3 所示，加工參數定義如下：1）創建刀具在主菜單選擇中 組刀具顯示。在“使用刀具”選擇“MILL_D20R4” ，則可以顯示當前刀具為直徑 20 底角 R4 的圓鼻刀。注意注意：刀具軸方向與 WCS 的 ZC 軸方向是一致的。2）定義加工部件與毛坯在“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ，則部件與毛坯已經由“MILL_GEOM001”作了定義。通過點擊“部件”及“毛坯”可以顯示部件與毛坯，并觀察是否正確。CAM 與自動編程實驗指導書- 14 -圖 1-1-23 Cavity Mill 對話框3）定義切削方式刀具在切削時的走刀方式有很多種，選擇主界面 “切削方式”中“跟隨周邊”走刀方式

17、。4）定義步距設置“步進”方式為“刀具直徑” ，百分比“65” ，即步進為當前刀具直徑的 65%。5）定義每層切削量（即層高）選擇主界面中“切削層” ，出現對話框如圖 1-1-24 所示。部件、毛坯、檢查幾何體參數定義路徑顯示方式刀具軌跡的生成、回放、確認、列表使用方法使用幾何體使用刀具CAM 與自動編程實驗指導書- 15 -圖 1-1-24“切削層”設置對話框系統已經以“自動”方式劃分了 4 個加工范圍；首先將“每一刀的全局深度”設置為“0.6” ，然后點擊“向下”確保范圍 4 為當前“修改范圍” （顏色為土黃色） ，點擊“刪除當前范圍” ，將范圍 4 刪除。即深度 38-46 的加工層被去

18、除，確定了加工到的最低面是 38 深度。加工范圍的劃分結果如圖 1-1-25 所示，確定退出。圖 1-1-25 加工范圍的劃分結果6）確定加工余量最低面 38 深度確定最低面深度CAM 與自動編程實驗指導書- 16 -打開主界面“切削”對話框，因為“使用方法”選擇“MILL_ROUGH” ，則部件余量已經設置完成，可以在“毛坯”選項中看出，如圖 1-1-26 所示。圖 1-1-26 部件余量設置1）定義主軸轉速 S 及切削速度 F選擇主界面“進給率” ，出現對話框如圖 1-1-21 所示。 圖 1-1-21 進給率對話框 圖 1-1-28 進給對話框將主軸速度定義為 2200，回車確定后“表面

19、速度”與“每齒進給”的數值會相應的變化。選擇“進給” ，對話框如圖 1-1-28，按照圖示數值設置刀具加工過程中給狀態的速度。切削CAM 與自動編程實驗指導書- 17 -注意注意：“剪切”項是英文“Cut”的誤翻譯，應該為“切削” 。注意注意：此處的主軸速度 S、進給速度 F 值的設置應該根據機床的實際功率、加工工件的材料、刀具類型與材料等因素來確定，這需要有一定的機床實際操作經驗。注意注意：最好是參考刀具樣本的值設置“每齒進給”的數值，對應的 F 值會自動更新。8）其它選項的設置均按默認。9）生成加工。選擇主界面中“生成”命令，UG CAM 則針對上述設置生成型腔銑加工的原程序。生成程序的時

20、間長短，跟計算機的配置相關。刀具路徑的顯示參數設置如圖 1-1-29 所示。圖 1-1-29 顯示參數設置將“顯示后暫停”與“顯示前刷新”選項前的“”去掉，可以加快刀軌生成速度。生成的刀具軌跡中抬刀及快速轉移過程較多，可以進一步約束切削區域。選擇主界面中“修剪”命令，出現對話框如圖 1-1-30 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 18 -圖 1-1-30 “修剪邊界”對話框修剪側定義為“外部” ，模式為“面” ，其它按默認，選擇工件的最底面，確定后底面顯示為黃色的“修剪邊界” 。選擇主界面中“生成”命令，生成的刀具軌跡如圖 1-1-31 所示。圖 1-1-31 裁剪后的刀具軌跡（五） 刀具

21、軌跡動態模擬生成程序后選擇主界面中“確認”命令，在“可視化刀軌軌跡”對話框中選擇“2D 動態” ，選擇“播放” ，則進行模擬加工，加工結果如圖 1-1-32 所示。圖 1-1-32 模擬加工結果（六） 刀具軌跡后處理對生成的刀具軌跡確認無誤后，可以“確定”退出型腔銑加工的對話框。這時在右側的“加工操作導航器”中即有名稱為“CAVITY_MILL01”的加工操作。注意注意：此時加工操作前的符號為“ ” 。CAM 與自動編程實驗指導書- 19 -用鼠標左鍵點擊一下“加工操作導航器”中名稱為“CAVITY_MILL01”的加工操作。然后選擇“加工操作”工具條中的“后處理”命令，出現對話框如圖 1-1

22、-33 所示。圖 1-1-33 “UG/后處理”對話框在“可用機床”項選擇“MILL_3_AXIS” （三軸立式數控銑機床） ，單位選擇“公制” 。確認后即可產生可由數控機床執行的加工 G 代碼。注意注意：完成“后處理”的加工操作前的符號為“” 。 “”表示刀具路徑已經生成，并已輸出成刀具位置源文件。 “ ”表示刀具路徑已經生成，但還沒有進行后置處理輸出，或刀具路徑已改變，需重新進行后置處理。“”表示該操作從來沒有生成過刀具路徑，或者生成刀具路徑或又編輯過參數，需重新生成刀具路徑。 CAM 與自動編程實驗指導書- 20 -實驗二實驗二 IPW二次開粗的定義二次開粗的定義一、實驗目標一、實驗目標

23、學習本項目后，掌握在型腔銑加工操作中，利用 IPW（殘余毛坯）完成模塊一腔體工件的二次粗加工，并合理定義各加工參數。1、掌握 IPW（殘余毛坯）的概念2、掌握型腔銑二次開粗的方法3、掌握安全平面的設置4、掌握參考刀具的概念5、掌握毛坯邊界（Blank Boundary）的定義6、掌握拐角余量（Corner_Rough）粗加工方法二、工作任務二、工作任務1、在型腔銑中定義 IPW，完成二次開粗2、用參考刀具法去除拐角余量3、用毛坯邊界法做局部型腔銑4、定義非切削參數三、相關實踐知識三、相關實踐知識經過型腔銑的逐層開粗加工，毛坯的大部分余量已被去除。對于剩余余量的再次粗加工，稱為“二次開粗” 。在

24、實踐操作中，利用 IPW 完成殘余毛坯的二次開粗，定義的各項內容如表 1-2-1 所示。表 1-2-1 加工程序二 殘余毛坯的二次開粗 程序名程序名CAVITY_MILL02定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D16R2指定直徑 16 底半徑 R2 圓鼻刀使用方法MILL_ROUGH指定加工過程余量加工修剪邊界部件底面進一步約束加工范圍CAM 與自動編程實驗指導書- 21 -切削方式“跟隨周邊”確定刀具走刀方式切削步距刀具直徑的 35%確定刀具切削橫跨距離切削層每一刀深度 0

25、.3確定層加工量進刀/退刀傳送方式：安全平面定義刀具在安全平面上轉移避讓Clearance Plane：Zc=15定義安全平面高度部件余量改為 0.2過程余量由 0.35 降為 0.2包容：處理中的工件：使用 3D確定 IPW（殘余毛坯）切削參考刀具不需設定未定義轉速 S=2500rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=400步進速度 F=600切削速度 F=800橫越速度 F=1500退刀速度 F=1500定義加工中各過程速度（數值僅作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及加工材料來指定。 ）操作其他按默認值“二次開粗”的方法也是采用型腔銑，因此操作步驟可以參考

26、模塊一。四、實驗步驟四、實驗步驟1、 “安全平面”的設置步驟 在型腔銑刀具路徑顯示中，藍色線為轉移過程，即刀具由當前層加工完成后轉移到下一層的路徑。 “二次開粗”中為安全起見，定義這個轉移過程在適當的高度會十分安全。 首先在型腔銑主界面的“進刀/退刀”中設置傳送方式為安全平面。如圖 1-2-1 所示。圖 1-2-1 傳送方式設置然后在“避讓”中設置安全平面的具體位置。選擇“避讓” ，彈出對話框如圖 1-2-2 所示，選擇“Clearance Plane” 指定平面子功能，出現對話框如圖 1-2-3 所示。定義 ZC 值為 15。CAM 與自動編程實驗指導書- 22 -圖 1-2-2“避讓”對話

27、框圖 1-2-3 平面子功能對話框注意注意：安全平面是以 WCS 坐標系來確定位置。注意注意：如果沒有定義安全平面，則使用一個默認的安全平面。對于平面銑，默認安全平面為部件幾何體與毛坯幾何體、檢查幾何體之中較高的平面加上兩倍的垂直安全距離；對于型腔銑，默認安全平面為默認的最高切削層（即部件幾何體與毛坯幾何體之中較高的平面加上毛坯距離值。 ） 、檢查幾何體與用戶定義的最高切削層之中最高的平面加上兩倍的垂直距離。2、多個加工操作的模擬切削型腔銑“二次開粗”加工完成后，可以與前一步型腔銑共同完成模擬切削。在操作導航器中選擇“CAVITY_MILL01”加工操作，然后按住鍵盤的“Ctrl”鍵再選擇“C

28、AVITY_MILL02” ，此時選中了兩個加工操作，點擊“加工操作”工具條“確認刀軌” ，2D 模擬加工的結果如圖 1-2-4 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 23 -圖 1-2-4 2D 模擬加工結果CAM 與自動編程實驗指導書- 24 -實驗三實驗三 平面銑創建平面銑創建一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 加工模塊平面銑（mill_planar）加工操作，完成工件平面部分的半精加工，并合理定義各加工參數。1、掌握平面銑加工參數的定義2、掌握平面銑加工的特點3、掌握切削方式的定義4、掌握切削步距的定義5、掌握非切削參數的定義6、掌握刀具路徑的顯示的定義1、掌握自動進刀/

29、退刀方式的定義二、工作任務二、工作任務1、創建平面銑加工操作2、定義走刀方式3、定義切削步距4、定義非切削參數5、定義刀具路徑顯示方式6、定義自動進刀/退刀方式三、相關實踐知識三、相關實踐知識在實踐操作中，利用平面銑加工完成平面的半精加工，定義的各項內容如表 1-3-1 所示。表 1-3-1 加工程序三：平面的半精加工程序名程序名FACE_MILLING01定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D16R2指定直徑 16 底半徑 R2 圓鼻刀使用方法MILL_SEMI_FINIS

30、H指定加工過程余量加面三處平面指定加工范圍CAM 與自動編程實驗指導書- 25 -切削方式“跟隨周邊”確定刀具走刀方式切削步距刀具直徑的 50%確定刀具切削橫跨距離毛坯距離數值 0.4 指定部件表面假想余量每一刀深度數值 0.25確定層加工量最終底面余量數值 0.1指定加工過程保留余量轉速 S=2500rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=400 步進速度 F=600 切削速度 F=800橫越速度 F=1500 退刀速度 F=1500 定義加工中各過程速度（數值僅作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及加工材料來指定。 ）工操作其他按默認值三、實驗步驟三、實驗步

31、驟1、進入平面銑加工選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，出現對話框如圖 1-3-1 所示，在“類型”中選擇“mill_planar” 。在子類型中選擇第二項 FACE_MILLING（面銑削）命令。圖 1-3-1“創建加工操作” 對話框CAM 與自動編程實驗指導書- 26 -“程序”選項按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D16R2” ；“使用方法”選擇“MILL_SEMI_FINISH” ；名稱命名為“FACE_MILLING01” 。確認后進入建立平面銑加工對話框。如圖 1-3-2 所示。圖 1-3-2 平面銑加工對話框2、平面銑

32、加工參數的定義平面銑加工參數的定義有很多項與型腔銑加工相同，但在本質上有著較大的區別。首先，切削范圍除了部件決定外，可以通過選擇特定的加工表面。如圖 1-3-3 所示，選擇圖所示的這三個待加工平面。圖 1-3-3 待加工平面的選取 其次，切削深度的定義是通過“毛坯距離”來完成，即假想待加工平面上有指定數值待加工平面CAM 與自動編程實驗指導書- 27 -的毛坯待加工。因為三個待加工平面上方的余量在 0.35 左右，可以輸入數值“0.4” 。 “每一刀深度”與“最終底面余量”分別設置為“0.25”與“0.1” ，則刀具分 2 層就可完成加工，加工結束后，表面余量為 0.1。加工軌跡如圖 1-3-

33、4 所示。圖 1-3-4 加工軌跡平面銑CAM 與自動編程實驗指導書- 28 -實驗四實驗四 等高輪廓銑創建等高輪廓銑創建一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 軟件加工模塊 ZLEVEL_PROFILE_STEEP（陡峭壁等高輪廓銑）加工操作，完成工件型腔陡峭壁的半精加工，并合理定義各加工參數。1、掌握陡峭角度的概念2、掌握切削區域的定義3、掌握“移除邊緣跟蹤”的概念二、工作任務二、工作任務1、創建等高輪廓銑加工操作2、定義切削區域3、定義“移除邊緣跟蹤”切削項三、相關實踐知識三、相關實踐知識在實踐操作中，利用等高輪廓銑加工完成陡峭壁的半精加工，定義的各項內容如表 1-4-1 所示

34、。表 1-4-1 加工程序四：陡峭壁的半精加工 程序名程序名ZLEVEL_PROFILE_STEEP01定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D12R2指定直徑 12 底半徑 R2 圓鼻刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工過程余量切削區域兩處型腔側壁約束加工范圍陡角65區分陡峭壁與非陡峭壁合并距離數值 3指定不連續刀具路徑最小值最小切削長度數值 1指定輸入的最小段長度值每一刀的深度數值 0.2確定層加工量切削順序深度優先指定加工路徑生成順序加工操作進刀/退刀傳送方

35、式：安全平面定義刀具在安全平面上轉移CAM 與自動編程實驗指導書- 29 -避讓Clearance Plane：ZC=15定義安全平面高度部件余量 0.1確定加工過程保留余量切削移除邊緣跟蹤控制邊緣刀具軌跡轉速 S=2500rpm確定刀軸的轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=400 步進速度 F=600切削速度 F=800橫越速度 F=1500退刀速度 F=1500 定義加工中各過程速度（數值僅作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及加工材料來指定。 ）其他按默認值四、實驗步驟四、實驗步驟1、進入等高輪廓銑加工選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，在類型中選擇“mi

36、ll_contour” 。子類型中選擇“ZLEVEL_PROFILE_STEEP” （陡峭壁等高輪廓銑）。“程序”選項里按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D12R2” ；“使用方法”選擇“MILL_SEMI_FINISH” ；名稱命名為“ZLEVEL_PROFILE_STEEP01” 。確認后進入建立陡峭壁等高輪廓銑對話框。如圖 1-4-1所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 30 -圖 1-4-1 等高輪廓銑對話框2、等高輪廓銑加工參數定義等高輪廓銑是型腔銑加工中的特殊形式，它只針對符合陡角條件的側壁生成加工軌跡。在切削區域選項中選擇圖 1

37、-4-2 所示的兩處型腔側壁作為待加工側壁， “合并距離”與“最小切削長度”按默認值， “每一刀的深度”值設置為 0.2。其他項按表 1-4-1 所列定義。圖 1-4-2 切削區域選擇面“生成”后軌跡在邊緣處超出切削范圍，且抬刀及快速移動較多，可以通過定義 切削啟用“移除邊緣跟蹤”來改善。 待加工側壁CAM 與自動編程實驗指導書- 31 -實驗五實驗五 固定軸曲面輪廓銑創建固定軸曲面輪廓銑創建一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 軟件加工模塊 Fixed_Contour（固定軸曲面輪廓銑）加工操作，利用區域銑削驅動完成小型腔曲面的半精加工，并合理定義各加工參數。1、掌握固定軸曲面輪

38、廓銑的特點2、掌握刀軸與投影的概念3、掌握區域銑削驅動的創建4、掌握區域銑削的特點5、掌握定向陡峭區域的概念6、掌握主要切削參數的定義二、工作任務二、工作任務1、創建區域銑削驅動2、定義主要切削參數三、相關實踐知識三、相關實踐知識在實踐操作中，利用區域銑削驅動完成小型腔曲面的半精加工，定義各項內容如表 1-5-1 所示。表 1-5-1 加工程序五：小型腔曲面的半精加工程序名程序名AREA_MILLING01 定定 義義 項項參參 數數作作 用用CAM 與自動編程實驗指導書- 32 -程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具M

39、ILL_D10R5指定直徑 10 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工過程余量驅動方式區域銑削定義切削范圍切削區域小型腔底面定義加工范圍裁剪未定義約束加工范圍圖樣“跟隨周邊” 確定刀具切削方式步進恒定的，數值 0.1確定刀具切削橫跨距離切削部件余量 0.1指定加工過程保留余量轉速 S=2600rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=400步進速度 F=800 切削速度 F=1000橫越速度 F=1200退刀速度 F=2000定義加工中各過程速度（數值僅作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）加工操作其他按默認值四、實驗步驟四、實驗

40、步驟1、進入固定軸曲面輪廓銑加工選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，在類型中選擇“mill_contour” 。子類型中選擇第五項“Fixed_Contour” （固定軸曲面輪廓銑）。“程序”選項里按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D10R5” ；“使用方法”選擇“MILL_SEMI_FINISH” ；名稱命名為“AREA_MILLING01” 。確認后進入建立固定軸曲面輪廓銑對話框。如圖 1-5-1 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 33 - 圖 1-5-1 固定軸曲面輪廓銑對話框2、固定軸曲面輪廓銑參數定義固定軸曲面輪廓銑的

41、創建過程并不復雜，但一定要充分理解其內在的含義，即“部件幾何體”-“驅動方式”-“加工區域”-“部件余量”-“部件余量偏置”之間的關系。下面以固定軸曲面輪廓銑中最為常用的驅動方式-區域銑削，對小型腔曲面進行半精加工。 選擇驅動方式為區域銑削，其主要對話框選項如圖 1-5-2 所示。圖 1-5-2 區域銑削對話框定義“圖樣”為“跟隨周邊”；方向為“向外” ；“步進”為恒定值 0.1。點擊“確定”后退出，在主界面中選擇切削區域選項，選擇圖 1-5-3 所示面為切削區域。其他項按表 1-5-1 所示定義。CAM 與自動編程實驗指導書- 34 -圖 1-5-3 切削區域選擇“生成”軌跡后，10 的球刀

42、在切削區域由內向外作步距為 0.1 的跟隨周邊切削運動。切削區域CAM 與自動編程實驗指導書- 35 -實驗六、固定軸曲面輪廓銑實驗六、固定軸曲面輪廓銑清根驅動清根驅動一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 軟件加工模塊 Fixed_Contour（固定軸曲面輪廓銑）加工操作，利用清跟驅動完成曲面圓角的半精加工，并合理定義各加工參數。1、掌握清跟驅動的創建2、掌握清根切削驅動的特點二、工作任務二、工作任務1、創建清跟驅動2、定義主要切削參數三、相關實踐知識三、相關實踐知識在實踐操作中，利用清根切削驅動完成曲面 R6 圓角的半精加工，定義的各項內容如表 1-6-1。表 1-6-1 加工

43、程序六：曲面 R6 圓角的半精加工程序名程序名FLOWCUT01 定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D12R6指定直徑 12 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工過程余量驅動方式Flow Cut 清根加工定義切削范圍切削區域R6 圓角面定義加工范圍裁剪未定義約束加工范圍清跟方式參考刀具定義清跟方法切削類型Zig-Zag確定刀具切削方式步進距離1.5確定刀具切削橫跨距離順序由外向內定義清跟方式參考刀具直徑20定義清跟的參考刀具值加工操作重疊距離2允許切削區域

44、重疊CAM 與自動編程實驗指導書- 36 -手工裝配未定義部件余量 0.1指定加工過程保留余量部件余量偏置設置假想待加工余量切削多重深度切削：刀路數 4去除待加工余量方式轉速 S=2500rpm確定刀軸的轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=600 步進速度 F=1000切削速度 F=1500橫越速度 F=1800退刀速度 F=2000定義加工中各過程速度（數值作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）其他按默認值三、實驗步驟三、實驗步驟在前面的加工中，R6 的凹圓角在型腔銑中沒有被加工到位，所剩的加工余量也不容易估算，適合采用參考刀具的方式進行由外向內的清根加

45、工。在驅動方式中選擇“清根切削” （Flow Cut）加工方式，對話框如圖 1-6-1 所示。圖 1-6-1 清跟切削對話框陡峭選項不定義，將清根方式設置為“參考刀具偏置” ，參考刀具直徑為 20，重疊距離 2，切削類型往復式（Zig-Zag） ，步進距離恒定值 1.5。“切削”選項中定義“多個刀路” ，如圖 1-6-2 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 37 -圖 1-6-2 “多個刀路”選項定義在主界面中選擇切削區域選項，選擇圖 1-6-3 所示的面為切削區域。 圖 1-6-3 切削區域選取“生成”后軌跡如圖 1-6-4 所示。圖 1-6-4 參考刀具清根加工軌跡切削區域CAM 與自動

46、編程實驗指導書- 38 -實驗七、固定軸曲面輪廓銑實驗七、固定軸曲面輪廓銑螺旋驅動螺旋驅動一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 軟件加工模塊 Fixed_Contour（固定軸曲面輪廓銑）加工操作，利用螺旋驅動完成球面型腔的半精加工，并合理定義各加工參數。1、掌握螺旋驅動的創建2、掌握螺旋驅動的特點3、掌握修剪邊界的定義4、了解非切削運動的過程二、工作任務二、工作任務1、創建螺旋驅動2、定義主要切削參數3、完成工件的半精加工與平面精加工操作三、相關實踐知識三、相關實踐知識（一）螺旋驅動的創建在實踐操作中，利用螺旋驅動完成球面型腔的半精加工，定義的各項內容如表 1-1-1所示。表 1

47、-1-1 加工程序七：球面型腔半精加工程序名程序名SPIRAL01定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D10R5指定直徑 10 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工過程余量驅動方式螺旋定義切削范圍螺旋中心坐標：（XC=10，YC=20）WCS 定義點步進恒定的，數值 0.2確定刀具切削橫跨距離最大螺旋半徑15定義切削范圍加工操作投影矢量刀軸定義驅動點的投影方向CAM 與自動編程實驗指導書- 39 -切削部件余量 0.1指定加工過程保留余量轉速 S=2500r

48、pm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=600步進速度 F=1000 切削速度 F=1500 橫越速度 F=1800 退刀速度 F=2000 定義加工中各過程速度（數值作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）其他按默認值 四、實驗步驟四、實驗步驟對于不同類型的曲面，可以采用合適的驅動方式來更好地完成加工。對于工件中的球形型腔，采用螺旋驅動作半精加工，可以獲得相對較好的表面質量。選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，在類型中選擇“mill_contour” 。子類型中選擇第五項“Fixed_Contour” （固定軸曲面輪廓銑）。“程序”選項里

49、按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D10R5” ；“使用方法”選擇“MILL_SEMI_FINISH” ；名稱命名為“SPIRAL01” 。確認后進入建立固定軸曲面輪廓銑對話框，在驅動方式中選擇“螺旋” ，對話框如圖 1-1-1 所示。CAM 與自動編程實驗指導書- 40 -圖 1-1-1 螺旋驅動方式對話框首先選擇螺旋中心點，在點構造器中輸入球心的平面坐標（XC=10,YC=20） ；步進設置為恒定值 0.2，最大螺旋半徑 15。投影矢量為“刀軸”方向。此時可以顯示驅動路徑，可以見到在 XC-YC 平面內由螺旋點構成的驅動路徑。這樣可以幫助

50、我們理解“驅動方式控制切削過程中刀具的運動范圍”這句話的含義。本次加工操作完成的切削軌跡范圍即為圖 1-1-2 所示球面型腔區域。圖 1-1-2 螺旋驅動加工范圍（二）整體曲面及“平坦”斜面的半精加工在對局部型腔及平面完成半精加工后，對整體曲面及“平坦”斜面進行半精加工。在實踐操作中，利用區域銑削完成整體曲面及“平坦”斜面的半精加工，定義的各項內容如表 1-1-2 所示。表 1-1-2 加工程序八：整體曲面及“平坦”斜面的半精加工程序名程序名AREA_MILLING02 定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、

51、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D12R6指定直徑 12 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工過程余量驅動方式區域銑削定義切削范圍切削區域整體曲面定義加工范圍加工操作修剪三處型腔邊緣（修剪側內部）底面（修剪側外部）如圖 1-1-3約束加工范圍切削范圍CAM 與自動編程實驗指導書- 41 -圖樣平行線確定刀具切削方式切削類型Zig-Zag定義走刀方式切削角用戶自定義 45定義走刀角度步進恒定的，數值 0.3確定刀具切削橫跨距離切削部件余量 0.1指定加工過程保留余量轉速 S=2500rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=600 步進速度 F=1000 切削

52、速度 F=1500 橫越速度 F=1800退刀速度 F=2000定義加工中各過程速度（數值作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）其他按默認值1、修剪邊界為使本次加工操作中的刀具軌跡不進入三處已完成半精加工的型腔，在操作中定義“修剪”項，設定修剪邊界使刀具軌跡在邊界以外。定義修剪邊界的步驟如下：在主界面中選擇“修剪”命令。選擇修剪邊界類型是“曲線邊界”。指定邊界投影平面。在“平面”項中點擊“手工” ，設置項，定義 ZC=0。指定修剪側為內部（在封閉邊界內不產生刀具軌跡） 。選擇如圖 1-1-3 所示構成邊界的體邊緣（每個構成邊界的邊必須按順序選擇） 。選擇完一個邊界，

53、點擊“創建下一個邊界” ，開始建立新的邊界。依次建立圖 1-1-3 所示四個邊界（注意設置每個邊界的修剪側） 。定義該修剪邊界余量為-4修剪側：內部修剪側：外部CAM 與自動編程實驗指導書- 42 -圖 1-1-3 修剪邊界的選取注意注意：思考為什么要將深腔邊界毛坯數據設置為“-4” 。可以比較余量為“0”與“-4”刀具路徑的區別。2、切削角度本次加工定義“切削角”為 45。 （精加工該區域時，切削角設置為 135）3、切削區域在主界面中選擇“切削區域”選項，選擇圖 1-1-4 所示面為切削區域。圖 1-1-4 切削區域示意本次半精加工刀具軌跡的范圍由“切削區域”和“修剪”項共同構成。注意注意

54、：若不定義修剪邊界，而在“切削”項中定義“移除邊緣跟蹤” 。并比較它們所產生的刀具軌跡的不同。至此完成了全部的半精加工，所有加工面均留 0.1mm 余量待精加工。以下便是精加工的過程，首先是平面的精加工。創建過程相對簡單，直接將“FACE_MILLING01”加工操作復制粘貼編輯新操作。因為采用的刀具、加工區域均相同，只需要將“使用方法”改為“MILL_FINISH”即可。可以在“切削”中看到“部件余量”的數值自動改為 0。切削區域CAM 與自動編程實驗指導書- 43 -在實踐操作中，利用平面銑加工操作完成平面的精加工，定義的各項內容如表 1-1-3所示。表 1-1-3 加工程序九：平面的精加

55、工（如圖 1-1-5 所示）程序名程序名FACE_MILLING02定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D16R2指定直徑 16 底半徑 R2 圓鼻刀使用方法MILL_FINISH指定加工過程余量面三處平面指定加工范圍切削方式“跟隨周邊”確定刀具走刀方式切削步距刀具直徑的 50%確定刀具切削橫跨距離毛坯距離數值 0.15指定部件表面假想余量每一刀深度數值 0.15確定層加工量最終底面余量數值 0指定加工過程保留余量轉速 S=2500rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400

56、第一刀速度 F=600 步進速度 F=800切削速度 F=1000橫越速度 F=1800退刀速度 F=2000定義加工中各過程速度（數值作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）加工操作其他按默認值圖 1-1-5 平面精加工區域CAM 與自動編程實驗指導書- 44 -實驗八、固定軸曲面輪廓銑實驗八、固定軸曲面輪廓銑-徑向切削徑向切削一、實驗目標一、實驗目標學習本項目后，掌握 UG 軟件加工模塊的 Fixed_Contour（固定軸曲面輪廓銑）加工操作，利用徑向切削完成小型腔側壁及底圓角的精加工，并合理定義各加工參數；同時完成工件的精加工操作。1、掌握徑向切削驅動的創建2

57、、掌握徑向驅動的特點3、了解機床控制的概念及后處理方法。二、工作任務二、工作任務1、創建徑向切削驅動2、定義主要切削參數3、完成工件的精加工操作三、相關實踐知識三、相關實踐知識（一）徑向切削驅動創建在實踐操作中，利用徑向切削完成小型腔側壁及 R2 底圓角的精加工，所定義的各項內容如表 1-8-1 所示。表 1-8-1 加工程序十：小型腔側壁及 R2 底圓角精加工程序名程序名RADIALCUT01定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程序歸屬組使用幾何體MILL_GEOM001指定 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D4R2指定直徑 4 的球刀使用方法MILL_

58、FINISH指定加工過程余量驅動方式徑向切削定義切削范圍驅動幾何體型腔頂部輪廓定義切削深度材料側 5帶寬另一側 2定義切削范圍加工操作切削類型Zig-Zag定義走刀方式CAM 與自動編程實驗指導書- 45 -步進恒定的，數值 0.1確定刀具切削橫跨距離投影矢量刀軸定義驅動點的投影方向切削部件余量 0指定加工過程保留余量轉速 S=4000rpm確定刀軸轉速進給率進刀速度 F=400第一刀速度 F=600 步進速度 F=1000切削速度 F=1500 橫越速度 F=1800 退刀速度 F=2000定義加工中各過程速度（數值作參考，具體加工根據機床功率、部件材料、刀具類型及材料來指定。 ）其他按默認

59、值四、實驗步驟四、實驗步驟徑向切削加工也是一種很適合“清角”的加工方式，對于小型腔底部 R2 的圓角可以選擇該驅動方式完成。選擇“加工生成”工具條中“創建加工操作”命令，在類型中選擇“mill_contour” 。子類型中選擇第五項“Fixed_Contour（固定軸曲面輪廓銑） ” 。“程序”選項里按默認；“使用幾何體”選擇“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”選擇“MILL_D4R2” ；“使用方法”選擇“MILL_FINISH” ；名稱命名為“RADIALCUT01” 。確認后進入建立固定軸曲面輪廓銑對話框。在驅動方式中選擇“徑向切削” ，出現對話框如圖 1-8-1 所示。CAM

60、與自動編程實驗指導書- 46 -圖 1-8-1 徑向切削對話框在“驅動幾何體”選項中，定義類型是“封閉的” ；定義平面為 ZC=0；選擇小型腔頂部邊緣；確定后完成的驅動幾何體。如圖 1-8-2 所示。圖 1-8-2 驅動幾何體選取其它選項按表 1-8-1 定義，點擊生成刀具軌跡。（二）小型腔曲面的精加工在實踐操作中，利用區域銑削完成小型腔曲面的精加工，定義的各項內容如表 1-8-2所示。表 1-8-2 加工程序十一：小型腔曲面的精加工選擇頂部邊緣CAM 與自動編程實驗指導書- 47 -程序名程序名AREA_MILLING03 定定 義義 項項參參 數數作作 用用程序組NC_PROGRAM指定程